
涡虫(planarian)以强大再生能力闻名,最近科学家发现涡虫身上存在一种未知免疫细胞类型,具超极端免疫策略:为清除威胁,该类型细胞会在几秒内自爆杀敌,然后消失得无影无踪。
现代生物医学研究主要集中哺乳动物,但一些令人惊讶的生存策略可能隐藏在与人类演化谱系截然不同的生物,比如展现出与人类不同免疫防御能力的涡虫,我们从未想到有免疫细胞会像炸弹一样爆炸并杀死它周围细胞。
史丹佛大学团队将新发现的涡虫免疫细胞称为ruptoblasts,它们会在几秒钟内启动激烈自毁步骤摧毁附近细胞,然后与敌人一起彻底消失。
团队原想分析涡虫能否辨识自身组织与外来组织,通过实验将2只不同品种涡虫切开并融合组织,结果发现涡虫虽然可以轻易再生自身组织,却对外来组织产生强烈排斥反应,类似人类器官移植排斥现象。
研究人员进一步观察发现当涡虫接触外来组织,体内活化素(Activin)浓度会急遽上升,随即引发大规模慢性发炎反应;即时细胞显微观察与流式细胞分析表明,有一类特殊细胞在活化素刺激下快速爆裂,释放杀死附近细胞的毒性物质并在5分钟内消散,该过程命名为“ruptosis”。
为确认ruptoblasts强度与杀伤范围,团队取来大肠杆菌、人类肾脏细胞、小鼠血液细胞测试,发现ruptoblasts能杀死所有目标,表明对细菌、人类细胞均具杀伤力。
不过与哺乳类已知的细胞死亡方式相比,ruptosis特征在于极高速度与局部性:
这些“精准自毁”的机制理论上具开发潜力,可能适合针对细菌感染或肿瘤局部治疗,避免对周围健康组织造成大范围伤害。
研究人员也试著在其他动物身上搜寻类似细胞,但目前只在两侧对称动物(扁形动物门)发现ruptoblasts免疫细胞,推测脊椎动物可能已失去这种相当古老的免疫策略,原因是脊椎动物再生能力较弱,无法承受ruptosis造成的组织损伤。相较之下,涡虫拥有大量干细胞,能快速修复自爆产生的组织伤害。
这种粗犷但精准的机制提醒我们,颠覆性医疗灵感有时不在“高等”动物,而是角落那些看似简单、却在演化长河活得比我们都还久的小生物身上。
新论文发表在《Cell》期刊。

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